Enhancing oil-water separation efficiency via scalable fabrication of wear-resistant and eco-friendly superhydrophobic surfaces

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1038/s41545-025-00544-5
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Scalable and energy-efficient separation of oil–water systems is crucial for wastewater treatment, oil-spill remediation, and industrial liquid management. In this work, fluorine-free, mechanically, and thermally robust superhydrophobic membranes are fabricated based on industrial carbon cloth coated with hexamethyldisiloxane (HMDSO) in a radio-frequency (RF) atmospheric-pressure plasma using a 3D-plotter system compatible with roll-to-roll processing. SEM reveals a hierarchical micro/nano-texture, and FTIR confirms a low-surface-energy organosiloxane network; the membranes exhibit water contact angles (WCA) up to ~170° and maintain superhydrophobicity (WCA > 150°) after annealing up to 500 °C, repeated bending, water-jet exposure, and contact with various solvents. Gravity-driven separation of a VM-6 oil/water mixture (1:1 v/v) in vertical and horizontal configurations, including three consecutive cycles, as well as tests with more viscous SAE 5W-30 oil, show that the membranes efficiently separate oil and water. UV–Vis–NIR spectroscopy and optical microscopy of the aqueous phase confirm low residual oil content and high transparency, highlighting the potential of this plasma-chemical modification of carbon cloth for scalable, fluorine-free membranes and filters for oil-contaminated wastewater treatment.